[go: up one dir, main page]

RU2702336C2 - Diaphragm with windows for electron beam, having inhomogeneous cross sections - Google Patents

Diaphragm with windows for electron beam, having inhomogeneous cross sections Download PDF

Info

Publication number
RU2702336C2
RU2702336C2 RU2017125357A RU2017125357A RU2702336C2 RU 2702336 C2 RU2702336 C2 RU 2702336C2 RU 2017125357 A RU2017125357 A RU 2017125357A RU 2017125357 A RU2017125357 A RU 2017125357A RU 2702336 C2 RU2702336 C2 RU 2702336C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cross
elements
windows
diaphragm
section
Prior art date
Application number
RU2017125357A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017125357A (en
RU2017125357A3 (en
Inventor
Рич АЛЕКСИ
Имтиаз РАНГВАЛЛА
Джонатан БАРОУД
Original Assignee
Энерджи Сайенсиз Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Энерджи Сайенсиз Инк. filed Critical Энерджи Сайенсиз Инк.
Publication of RU2017125357A publication Critical patent/RU2017125357A/en
Publication of RU2017125357A3 publication Critical patent/RU2017125357A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2702336C2 publication Critical patent/RU2702336C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/147Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J5/00Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/02Vessels; Containers; Shields associated therewith; Vacuum locks
    • H01J5/18Windows permeable to X-rays, gamma-rays, or particles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J33/00Discharge tubes with provision for emergence of electrons or ions from the vessel; Lenard tubes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J33/00Discharge tubes with provision for emergence of electrons or ions from the vessel; Lenard tubes
    • H01J33/02Details
    • H01J33/04Windows
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/09Diaphragms; Shields associated with electron or ion-optical arrangements; Compensation of disturbing fields
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/18Vacuum control means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electron-beam engineering. Diaphragms with openings can have first surface and second surface and one or more elements extending from first surface to second surface. These one or more elements can have non-uniform or narrowing cross-section between the first surface and the second surface. First surface can be configured for exposure for vacuum conditions and can be configured to receive accelerated electrons from the electron beam generator. Second surface can be configured so that electrons can pass through the foil. Diaphragms with windows can improve systems of electron-beam processing, for example, by increasing power density for electrons, reducing energy consumption, reducing heat absorption in foil, improving use of foil and increasing its service life and providing potential use of smaller and cheaper machines for electron-beam processing.
EFFECT: technical result is increase in the efficiency of electron-beam processing systems.
21 cl, 8 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION

[0001] Варианты осуществления настоящего изобретения относятся в целом к электронно-лучевым системам, а более конкретно, к узлам диафрагм с окнами для системы электронно-лучевой обработки.[0001] Embodiments of the present invention relate generally to electron beam systems, and more particularly, to orifice units with windows for an electron beam processing system.

Уровень техникиState of the art

[0002] Устройство для обработки пучком частиц широко используется для экспонирования подложки или покрытия для сильно ускоренных пучков частиц, таких как электронный луч (EB), чтобы вызвать химическую реакцию на подложке или покрытии.[0002] A particle beam processing apparatus is widely used to expose a substrate or coating for highly accelerated particle beams, such as an electron beam (EB), to cause a chemical reaction on the substrate or coating.

[0003] Электрон представляет собой отрицательно заряженную частицу, находящуюся в любом веществе. Электроны вращаются вокруг ядра атома подобно тому, как планеты вращаются вокруг солнца. Посредством обобществления электронов, два или более атомов связываются вместе с образованием молекул. При EB обработке, электроны высоких энергий используются для модификации молекулярной структуры разнообразных продуктов и материалов. Например, электроны можно использовать для изменения специально разработанных жидких покрытий, красок и адгезивов. Во время обработки EB, электроны разрывают связи и образуют заряженные частицы и свободные радикалы. Затем эти радикалы объединяются с образованием молекул большего размера. С помощью этого процесса, жидкость преобразуется в твердый продукт. Этот процесс известен как полимеризация.[0003] An electron is a negatively charged particle located in any substance. Electrons revolve around the nucleus of an atom, just as planets revolve around the sun. Through the socialization of electrons, two or more atoms bind together to form molecules. In EB processing, high-energy electrons are used to modify the molecular structure of a variety of products and materials. For example, electrons can be used to modify specially formulated liquid coatings, paints and adhesives. During EB treatment, electrons break bonds and form charged particles and free radicals. Then these radicals combine to form larger molecules. Using this process, the liquid is converted into a solid product. This process is known as polymerization.

[0004] Жидкие покрытия, обрабатываемые с помощью EB обработки, могут включать краски для печати, лаки, силиконовые съемные покрытия, грунтовочные покрытия, чувствительные к давлению адгезивы, барьерные слои и адгезивы для ламинирования. EB обработку можно также использовать для изменения и улучшения физических характеристик твердых материалов, таких как бумага, подложки и нетканые текстильные подложки, все они специально разрабатываются для реагирования на EB обработку.[0004] Liquid coatings processed by EB treatment may include printing inks, varnishes, silicone removable coatings, primers, pressure sensitive adhesives, barrier layers, and laminating adhesives. EB processing can also be used to modify and improve the physical characteristics of solid materials such as paper, substrates and non-woven textile substrates, all of which are specifically designed to respond to EB processing.

[0005] Устройство для электронно-лучевой обработки, как правило, содержит три зоны, то есть, зону вакуумной камеры, где генерируется пучок частиц, зону ускорителя частиц и зону обработки. В вакуумной камере, вольфрамовая нить нагревается примерно до температуры 2400K, которая представляет собой температуру термоионной эмиссии вольфрама, для создания облака электронов. Затем к вакуумной камере прикладывается положительная разность напряжений для извлечения и ускорения, одновременно с этим, этих электронов. Затем, электроны проходят через тонкую фольгу и поступают в зону обработки. Тонкая фольга функционирует в качестве барьера между вакуумной камерой и зоной обработки. Ускоренные электроны покидают вакуумную камеру через тонкую фольгу и поступают в зону обработки при атмосферных условиях.[0005] An electron beam treatment device typically comprises three zones, that is, a zone of a vacuum chamber where a particle beam is generated, a particle accelerator zone, and a treatment zone. In a vacuum chamber, a tungsten filament is heated to approximately 2400 K, which is the temperature of thermionic emission of tungsten, to create a cloud of electrons. Then, a positive voltage difference is applied to the vacuum chamber to extract and accelerate, at the same time, these electrons. Then, the electrons pass through the thin foil and enter the processing zone. Thin foil functions as a barrier between the vacuum chamber and the treatment area. Accelerated electrons leave the vacuum chamber through a thin foil and enter the treatment zone under atmospheric conditions.

[0006] Узел диафрагмы с окнами можно использовать для поддержки фольги в системах электронно-лучевой обработки. Элементы современных узлов диафрагм с окнами имеют однородную геометрию поперечного сечения по всей глубине диафрагмы или окна в направлении перпендикулярном фольге.[0006] A diaphragm assembly with windows can be used to support foil in electron beam processing systems. Elements of modern diaphragm units with windows have a homogeneous cross-sectional geometry along the entire depth of the diaphragm or window in the direction perpendicular to the foil.

[0007] Соответственно, имеется необходимость в узлах диафрагм с окнами, которые используют неоднородную геометрию поперечного сечения по всей глубине диафрагмы, что может повысить плотность мощности электронов и улучшить эффективность в системах электронно-лучевой обработки.[0007] Accordingly, there is a need for window diaphragm assemblies that use non-uniform cross-sectional geometry over the entire depth of the diaphragm, which can increase electron power density and improve efficiency in cathode-ray processing systems.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

[0008] Настоящее изобретение относится к узлам диафрагм с окнами для использования в системах с пучками частиц, например, при электронно-лучевой обработке. В одном из вариантов осуществления, предлагается диафрагма с окнами для электронно-лучевой системы. Диафрагма с окнами может содержать первую поверхность и вторую поверхность, и один или более элементов, простирающихся от первой поверхности до второй поверхности. Один или более элементов могут иметь неоднородное поперечное сечение между первой поверхностью и второй поверхностью. Первая поверхность может экспонироваться для условий вакуума и может конфигурироваться для приема ускоренных электронов от генератора электронного луча. Вторая поверхность может располагаться рядом с фольгой, через которую проходят электроны.[0008] The present invention relates to aperture assemblies with windows for use in particle beam systems, for example, in electron beam processing. In one embodiment, a diaphragm with windows for an electron beam system is provided. The aperture with windows may comprise a first surface and a second surface, and one or more elements extending from the first surface to the second surface. One or more elements may have a non-uniform cross section between the first surface and the second surface. The first surface can be exposed to vacuum conditions and can be configured to receive accelerated electrons from an electron beam generator. The second surface may be adjacent to the foil through which the electrons pass.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

[0009] Фиг.1 представляет собой вид сбоку иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.[0009] FIG. 1 is a side view of an exemplary diaphragm assembly with windows in accordance with one aspect of the present invention.

[00010] Фиг.2 представляет собой увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.[00010] FIG. 2 is an enlarged side view of a portion of an exemplary diaphragm assembly with windows in accordance with one aspect of the present invention.

[00011] Фиг.3 представляет собой увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.[00011] Figure 3 is an enlarged side view of part of an exemplary diaphragm node with windows in accordance with one aspect of the present invention.

[00012] Фиг.4 представляет собой увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.[00012] Figure 4 is an enlarged side view of part of an exemplary diaphragm assembly with windows in accordance with one aspect of the present invention.

[00013] Фиг.5 представляет собой увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.[00013] FIG. 5 is an enlarged side view of a portion of an exemplary diaphragm assembly with windows in accordance with one aspect of the present invention.

[00014] Фиг.6 представляет собой увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.[00014] FIG. 6 is an enlarged side view of a portion of an exemplary diaphragm assembly with windows in accordance with one aspect of the present invention.

[00015] Фиг.7 представляет собой увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.[00015] FIG. 7 is an enlarged side view of a portion of an exemplary diaphragm assembly with windows in accordance with one aspect of the present invention.

[00016] Фиг.8 представляет собой увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.[00016] FIG. 8 is an enlarged side view of a portion of an exemplary diaphragm assembly with windows in accordance with one aspect of the present invention.

Подробное описаниеDetailed description

[00017] Следующее далее подробное описание является иллюстративным и пояснительным, и оно предназначается для осуществления дополнительного пояснения изобретения, описанного в настоящем документе. Другие преимущества и новые особенности будут легко понятны специалистам в данной области из следующего далее подробного описания настоящего изобретения.[00017] The following detailed description is illustrative and explanatory, and is intended to provide an additional explanation of the invention described herein. Other advantages and new features will be readily apparent to those skilled in the art from the following detailed description of the present invention.

[00018] В некоторых вариантах осуществления, предлагается узел диафрагмы с окнами для использования в системах обработки пучком частиц. Узел генерирования пучка частиц может поддерживаться в окружающей среде вакуума в емкости или камере. В устройстве для электронно-лучевой обработки, узел генерирования частиц обычно упоминается как узел электронной пушки. Откачанная камера может быть выполнена из хорошо герметизированной емкости, в которой генерируются частицы, такие как электроны. Может быть предусмотрен вакуумный насос для создания вакуумной окружающей среды при давлении приблизительно 10-6 Торр или других условий вакуума, по потребности. В вакуумной окружающей среде камеры вокруг нити генерируется облако электронов, когда источник питания высокого напряжения направляет электрическую энергию для нагрева нити.[00018] In some embodiments, a window diaphragm assembly for use in particle beam processing systems is provided. The particle beam generating unit may be maintained in a vacuum environment in a vessel or chamber. In an electron beam processing apparatus, a particle generating assembly is commonly referred to as an electron gun assembly. The evacuated chamber may be made of a well-sealed container in which particles such as electrons are generated. A vacuum pump may be provided to create a vacuum environment at a pressure of about 10 -6 Torr or other vacuum conditions, as needed. In a vacuum chamber environment around a filament, a cloud of electrons is generated when a high voltage power source directs electrical energy to heat the filament.

[00019] При достаточном нагреве, нить накаляется добела и генерирует облако электронов. Затем эти электроны извлекаются из нити в области более высокого напряжения, поскольку электроны представляют собой отрицательно заряженные частицы и ускоряются до исключительно высоких скоростей. Нить может состоять из одной или нескольких проволок, обычно изготовленных из вольфрама, при этом две или более проволок могут конфигурироваться для равномерного распределения по длине опоры для фольги и испускают лучи электронов по всей ширине подложки.[00019] With sufficient heat, the filament glows white and generates a cloud of electrons. Then these electrons are extracted from the filament in the region of a higher voltage, since the electrons are negatively charged particles and are accelerated to extremely high speeds. The thread may consist of one or more wires, usually made of tungsten, while two or more wires can be configured to evenly distribute along the length of the foil support and emit electron beams across the entire width of the substrate.

[00020] Узел генерирования пучка частиц может содержать первый анод (управляющую сетку), конечный анод и отражатель. Отражательная пластина отражает электроны и направляет электроны в направлении управляющей сетки. Отражательная пластина может работать при различных напряжениях, например, при напряжении чуть ниже, чем у нити, для сбора и перенаправления электронов, уходящих из нити и отклоняющихся от направления электронного луча.[00020] The particle beam generating unit may comprise a first anode (control grid), a final anode, and a reflector. The reflection plate reflects the electrons and directs the electrons in the direction of the control grid. The reflection plate can operate at different voltages, for example, at a voltage slightly lower than that of the filament, to collect and redirect electrons leaving the filament and deviating from the direction of the electron beam.

[00021] Управляющая сетка может работать при более отличающемся напряжении, например, при напряжении выше, чем у нити, и может притягивать электроны прочь от нити и направлять их в направлении сетки конечного анода. Управляющая сетка может контролировать количество электронов, извлекаемых из облака, это определяет интенсивность электронного луча. Конечная сетка может, как правило, работать при таком же напряжении, как и управляющая сетка и может действовать в качестве конечного шлюза для электронов перед тем, как они ускоряются до исключительно высоких скоростей для прохождения через узел опоры для фольги. Нить может работать при -110000 Вольт (то есть, при -110 кВ), а узел опоры для фольги может заземляться или поддерживаться при 0 Вольт. Отражательная пластина может быть установлена для работы при -110010 Вольт для отражения любых электронов в направлении нити. Управляющая сетка и конечная сетка могут устанавливаться для работы в диапазоне от -1107000 Вольт до -109700 Вольт.[00021] The control grid can operate at a more different voltage, for example, at a voltage higher than that of the filament, and can attract electrons away from the filament and direct them in the direction of the grid of the final anode. The control grid can control the number of electrons extracted from the cloud, this determines the intensity of the electron beam. The final mesh can typically operate at the same voltage as the control mesh and can act as the final gateway for electrons before they are accelerated to extremely high speeds to pass through the foil support assembly. The thread can operate at -110000 Volts (that is, at -110 kV), and the foil support assembly can be grounded or supported at 0 Volts. A reflector plate can be installed to operate at -110010 Volts to reflect any electrons in the direction of the filament. The control grid and the final grid can be installed to operate in the range from -1107000 volts to -109700 volts.

[00022] Затем электроны могут покидать вакуумную камеру и поступать в систему опоры для фольги через тонкую фольгу (например, титановую фольгу) для проникновения в материал с покрытием или подложку, чтобы вызвать химическую реакцию, такую как полимеризация, поперечная сшивка или стерилизация. Скорость электронов может достигать или превышать 100000 миль (150000 км) в секунду. Тонкая фольга может надежно зажиматься вне узла опоры для фольги с целью обеспечения защищенного от протечек вакуумного уплотнения внутри камеры. Электроны с высокими скоростями могут проходить через систему опоры для фольги, через тонкую фольгу и в подложку, которая обрабатывается. Для предотвращения чрезмерных потерь энергии, фольга может изготавливаться настолько тонкой, насколько это возможно, в то же время, обеспечивая механическую прочность, достаточную чтобы выдерживать разность давлений между состоянием вакуума внутри узла генерирования частиц и узлом обработки.[00022] Then the electrons can leave the vacuum chamber and enter the foil support system through a thin foil (eg, titanium foil) to penetrate the coated material or substrate to cause a chemical reaction such as polymerization, crosslinking or sterilization. The speed of electrons can reach or exceed 100,000 miles (150,000 km) per second. The thin foil can be clamped securely outside the foil support assembly to provide a leakproof vacuum seal inside the chamber. High speed electrons can pass through the foil support system, through the thin foil, and into the substrate that is being processed. To prevent excessive energy losses, the foil can be made as thin as possible, while at the same time providing mechanical strength sufficient to withstand the pressure difference between the vacuum state inside the particle generating unit and the processing unit.

[00023] Система опоры для фольги может содержать узел диафрагмы с окнами. Узел диафрагмы с окнами может использовать неоднородную геометрию поперечного сечения по глубине диафрагмы с окнами. Узел диафрагмы с окнами может содержать объем окна, через которое проходят электроны. Узел диафрагмы с окнами может иметь уменьшенную или увеличенную площадь поперечного сечения в точке, где электроны впервые сталкиваются с объемом окна, и в том направлении, в котором электроны проходят через объем окна в направлении тонкой фольги и попадают в подложку, которая обрабатывается.[00023] The foil support system may comprise a diaphragm assembly with windows. The diaphragm assembly with windows can use heterogeneous cross-sectional geometry along the depth of the diaphragm with windows. The diaphragm assembly with windows may contain the volume of the window through which the electrons pass. The diaphragm assembly with windows can have a reduced or increased cross-sectional area at the point where the electrons first collide with the volume of the window, and in the direction in which the electrons pass through the volume of the window in the direction of the thin foil and enter the substrate that is being processed.

[00024] В некоторых вариантах осуществления, диафрагма с окнами может содержать первую поверхность (например, верхнюю поверхность) и вторую поверхность (например, нижнюю поверхность). Как обычно упоминается в настоящем документе, первая и вторая поверхности расположены в горизонтальном направлении, и перпендикуляры к первой и второй поверхности находятся в вертикальном направлении. Первая поверхность и вторая поверхность могут быть в целом параллельными. Первая поверхность может экспонироваться для условий вакуума и конфигурироваться для приема ускоренных электронов от генератора электронного луча. Вторая поверхность может находиться рядом с тонкой фольгой. Один или более элементов могут простираться от первой поверхности до второй поверхности. Элементы могут включать, например, (без ограничения), гребни, ребра, отверстия, просверленные отверстия, и другие пригодные для использования конфигурации геометрии опоры. Электроны, генерируемые генератором электронного луча, могут свободно проходить между элементами узла диафрагмы с окнами, через тонкую фольгу и в подложку, которая обрабатывается. Элементы могут иметь неоднородное поперечное сечение между первой поверхностью и второй поверхностью. Неоднородное поперечное сечение может включать верхнее поперечное сечение. Неоднородность поперечного сечения элементов может оказывать воздействие сужения между первой поверхностью и второй поверхностью. Элементы могут равномерно распределяться по узлу диафрагмы с окнами. Фольга может иметь толщину примерно от 5 до 12,5 микрон, и узел диафрагмы с окнами может обеспечивать механическую опору для фольги для поддержания разности давлений, например, почти 1 атмосфера, между вакуумной стороной и атмосферной стороной и выдерживать высокие температуры.[00024] In some embodiments, the aperture with windows may comprise a first surface (eg, an upper surface) and a second surface (eg, a lower surface). As is commonly referred to herein, the first and second surfaces are located in the horizontal direction, and the perpendiculars to the first and second surfaces are in the vertical direction. The first surface and the second surface may be generally parallel. The first surface can be exposed to vacuum conditions and configured to receive accelerated electrons from the electron beam generator. The second surface may be adjacent to the thin foil. One or more elements may extend from the first surface to the second surface. Elements may include, for example, (without limitation), ridges, ribs, holes, drilled holes, and other suitable geometry configurations of the support. The electrons generated by the electron beam generator can freely pass between the elements of the diaphragm assembly with windows, through a thin foil and into the substrate that is being processed. The elements may have a non-uniform cross section between the first surface and the second surface. An inhomogeneous cross section may include an upper cross section. The heterogeneity of the cross-section of the elements can affect the narrowing between the first surface and the second surface. Elements can be evenly distributed over the node of the diaphragm with windows. The foil can have a thickness of about 5 to 12.5 microns, and the diaphragm assembly with windows can provide mechanical support for the foil to maintain a pressure difference of, for example, nearly 1 atmosphere, between the vacuum side and the atmospheric side and withstand high temperatures.

[00025] В некоторых вариантах осуществления, толщина элементов может оптимизироваться для обеспечения соответствующего теплопереноса и механической опоры для фольги. Отношение толщины элемента на вакуумной стороне к толщине на стороне фольги может оптимизироваться для обеспечения более высокой эффективности плотности мощности для электронов. Например, уменьшение толщины элемента дает возможность для уменьшения площади поверхности между первой поверхностью и второй поверхностью, что может сделать возможным поддержание максимальной площади контакта фольги и элемента (например, на второй поверхности) для целей теплопереноса, в то же время, уменьшая количество энергии, которая поглощается в элементах. Величина сужения может находиться в любом пригодном для использования диапазоне. В одном из вариантов осуществления, сужение может иметь величину примерно 50%, например, толщина элемента на первой поверхности может уменьшаться (сужаться) примерно до 50% на второй поверхности.[00025] In some embodiments, the thickness of the elements can be optimized to provide appropriate heat transfer and mechanical support for the foil. The ratio of the thickness of the element on the vacuum side to the thickness on the foil side can be optimized to provide higher power density efficiency for electrons. For example, reducing the thickness of the element makes it possible to reduce the surface area between the first surface and the second surface, which can make it possible to maintain the maximum contact area of the foil and the element (for example, on the second surface) for heat transfer purposes, while at the same time reducing the amount of energy that absorbed in the elements. The amount of contraction can be in any usable range. In one embodiment, the constriction can be about 50%, for example, the thickness of an element on the first surface can decrease (taper) to about 50% on the second surface.

[00026] В некоторых вариантах осуществления, диаметр поперечного сечения одного или нескольких элементов на первой поверхности больше, чем на второй поверхности. В других вариантах осуществления, диаметр поперечного сечения одного или нескольких элементов на первой поверхности меньше, чем второй поверхности. В других вариантах осуществления, диаметр поперечного сечения одного или нескольких элементов между первой поверхностью и второй поверхностью больше, чем поперечное сечение на первой и второй поверхности.[00026] In some embodiments, the cross-sectional diameter of one or more elements on the first surface is larger than on the second surface. In other embodiments, the cross-sectional diameter of one or more elements on the first surface is smaller than the second surface. In other embodiments, the cross-sectional diameter of one or more elements between the first surface and the second surface is larger than the cross-section on the first and second surfaces.

[00027] В некоторых вариантах осуществления, один или более элементов содержит сечение на виде сбоку, которое содержит, по меньшей мере, одну секцию, которая не является полностью перпендикулярной первой и второй поверхности. Ширина сечения на виде сбоку на одном или нескольких расстояниях между первой и второй поверхностью может отличаться от ширины сечения на виде сбоку на одном или нескольких других расстояниях между первой поверхностью и второй поверхностью. Например, ширина сечения на виде сбоку на первом расстоянии между первой поверхностью и второй поверхностью может быть больше или меньше, чем ширина сечения на виде сбоку на втором расстоянии между первой поверхностью и второй поверхностью. В другом варианте осуществления, один или более элементов содержат сечение на виде сбоку, которое не является полностью прямым.[00027] In some embodiments, one or more elements comprises a cross-sectional side view that includes at least one section that is not completely perpendicular to the first and second surfaces. The width of the cross section in the side view at one or more distances between the first and second surfaces may differ from the width of the cross section in the side view at one or more other distances between the first surface and the second surface. For example, a sectional width in a side view at a first distance between a first surface and a second surface may be larger or smaller than a sectional width in a side view at a second distance between a first surface and a second surface. In another embodiment, one or more elements comprise a section in side view that is not completely straight.

[00028] В некоторых вариантах осуществления, один или более элементов содержат одну или более площадей поперечного сечения на одном или нескольких расстояниях между первой поверхностью и второй поверхностью и одну или более других площадей поперечного сечения на одном или нескольких других расстояниях между первой поверхностью и второй поверхностью. Одна или более площадей поперечного сечения могут отличаться от одной или нескольких других площадей поперечного сечения. Например, первая площадь поперечного сечения на первом расстоянии между первой и второй поверхностью больше или меньше, чем вторая площадь поперечного сечения на втором расстоянии между первой поверхностью и второй поверхностью.[00028] In some embodiments, the one or more elements comprise one or more cross-sectional areas at one or more distances between the first surface and the second surface and one or more other cross-sectional areas at one or more other distances between the first surface and the second surface . One or more cross-sectional areas may differ from one or more other cross-sectional areas. For example, a first cross-sectional area at a first distance between a first and second surface is greater or less than a second cross-sectional area at a second distance between a first surface and a second surface.

[00029] В некоторых вариантах осуществления, один или более элементов имеют сечение на виде сбоку, которое не является полностью перпендикулярным, по меньшей мере, одной поверхности из первой поверхности и второй поверхности, где один или более элементов имеют первый горизонтальный диаметр на первой поверхности, второй горизонтальный диаметр на второй поверхности и, по меньшей мере, третий горизонтальный диаметр между первой и второй поверхностью. В некоторых вариантах осуществления, второй горизонтальный диаметр больше, чем третий горизонтальный диаметр, а третий горизонтальный диаметр больше, чем первый горизонтальный диаметр. В других вариантах осуществления, первый горизонтальный диаметр больше, чем третий горизонтальный диаметр, а третий горизонтальный диаметр больше, чем второй горизонтальный диаметр. В других вариантах осуществления, первый горизонтальный диаметр равен второму горизонтальному диаметру, а третий горизонтальный диаметр больше как первого горизонтального диаметра, так и второго горизонтального диаметра.[00029] In some embodiments, the one or more elements have a section in side view that is not completely perpendicular to at least one surface of the first surface and the second surface, where one or more elements have a first horizontal diameter on the first surface, a second horizontal diameter on the second surface and at least a third horizontal diameter between the first and second surface. In some embodiments, the second horizontal diameter is larger than the third horizontal diameter and the third horizontal diameter is larger than the first horizontal diameter. In other embodiments, the first horizontal diameter is larger than the third horizontal diameter and the third horizontal diameter is larger than the second horizontal diameter. In other embodiments, the first horizontal diameter is equal to the second horizontal diameter, and the third horizontal diameter is larger than both the first horizontal diameter and the second horizontal diameter.

[00030] В некоторых вариантах осуществления, сечение на виде сбоку одного или нескольких элементов может иметь любую пригодную для использования форму, например (без ограничения), в целом треугольную, в целом трапецеидальную, в целом эллиптическую, в целом шестиугольную, в целом форму конической колбы и нерегулярную форму.[00030] In some embodiments, the cross-sectional side view of one or more elements may have any suitable shape, for example (without limitation), generally triangular, generally trapezoidal, generally elliptical, generally hexagonal, generally conical flasks and irregular shape.

[00031] Узел диафрагмы с окнами может иметь любой размер и протяженность, пригодные для использования в системе обработки пучками частиц. Например, 54-дюймовый объем окна является пригодным для использования вместе с 54-дюймовым ускорителем электронного луча. Узел диафрагмы с окнами может изготавливаться из любого материала, пригодного для использования в системах обработки пучками частиц. Например, узел диафрагмы с окнами может изготавливаться из меди. Узел диафрагмы с окнами, содержащий элементы (например, гребни, ребра, высверленные отверстия, и тому подобное) может создаваться с помощью различных методов механической обработки, например, (без ограничения), сверления (например, с использованием сверлильных устройств для электроразрядной механической обработки (EDM)), фрезерования и/или литья. Элементы могут изготавливаться из меди, алюминия или других пригодных для использования сред с высокими скоростями теплопереноса за счет теплопроводности. Сужение поперечных сечений элементов может создаваться с помощью соответствующего наклона одной или нескольких проволок в применениях EDM. Сужение в элементах, содержащих просверленные отверстия, может создаваться с использованием конического сверла или конической зенковки для создания нецилиндрических или конических отверстий. Для применений с механической обработкой, сужение может создаваться с использованием фрез с сужающимся концом. В применениях с литьем, сужение может заключаться в литьевой форме.[00031] The diaphragm assembly with windows may be of any size and length suitable for use in a particle beam processing system. For example, the 54-inch volume of the window is suitable for use with a 54-inch electron beam accelerator. The diaphragm assembly with windows can be made of any material suitable for use in particle beam processing systems. For example, a diaphragm assembly with windows may be made of copper. A diaphragm assembly with windows containing elements (for example, ridges, ribs, drilled holes, and the like) can be created using various machining methods, for example, (without limitation), drilling (for example, using drilling devices for electric-discharge machining ( EDM)), milling and / or casting. Elements can be made of copper, aluminum or other suitable media with high heat transfer rates due to thermal conductivity. The narrowing of the cross-sections of the elements can be created by appropriately tilting one or more wires in EDM applications. The constriction in the elements containing the drilled holes can be created using a conical drill or a conical countersink to create non-cylindrical or conical holes. For machined applications, tapering can be created using tapering end mills. In cast applications, the constriction may be in the mold.

[00032] Узлы диафрагм с окнами в соответствии с настоящим изобретением могут улучшить обработку электронным лучом, например, (без ограничения), посредством функционирования для охлаждения тонкой фольги, для поддержания тонкой фольги в условиях вакуума, в том числе под нагрузкой одна (1) атм., минимум, и для обеспечения точки герметизации вакуумной камеры от внешней атмосферы. Дополнительные преимущества, обеспечиваемые узлами диафрагм с окнами в соответствии с настоящим изобретением, включают более высокую плотность мощности электронов, более низкое потребление энергии, уменьшение поглощения тепла элементами окон и, таким образом, фольгой (например, в положениях контакта фольги с одним или несколькими элементами), улучшение использования фольги и увеличение срока ее использования, потенциальное использование меньших и более дешевых машин для электронно-лучевой обработки.[00032] The diaphragm units with windows in accordance with the present invention can improve the processing of the electron beam, for example, (without limitation), by functioning to cool the thin foil, to maintain the thin foil in a vacuum, including under a load of one (1) atm ., minimum, and to ensure the sealing point of the vacuum chamber from the external atmosphere. Additional benefits provided by the window diaphragm assemblies of the present invention include a higher electron power density, lower energy consumption, reduced heat absorption by the window elements and thus the foil (for example, at the contact positions of the foil with one or more elements) , improving the use of foil and increasing the period of its use, the potential use of smaller and cheaper machines for electron beam processing.

[00033] Эти преимущества (среди прочего) достигаются с использованием узлов диафрагм с окнами в соответствии с настоящим изобретением, например, на основе неоднородности или сужения поперечных сечений одного или нескольких элементов (например, гребней, ребер, отверстий, просверленных отверстий и других пригодных для использования конфигураций геометрии опоры) между первой поверхностью (например, поверхностью ближайшей к вакуумной камере) и второй поверхностью (например, поверхностью ближайшей к тонкой фольге) объема окна. Например, электроны, проходящие из вакуумной камеры через узел диафрагмы с окнами, будут свободно проходить между элементами с меньшими затруднениями в областях, где элементы сужаются, чем, если бы элементы имели однородные, не сужающиеся поперечные сечения. Уменьшение затруднения, встречаемого электронами, проходящими через диафрагму с окнами, увеличивает количество электронов, проходящих через диафрагму с окнами и тонкую фольгу, увеличивая плотность мощности электронов электронно-лучевой системы. Узлы диафрагм с окнами с однородными или не сужающимися элементами не могут достигать таких преимуществ, поскольку у них нет уменьшения затруднений, встречаемых электронами, проходящими через диафрагму с окнами.[00033] These advantages (among other things) are achieved using the diaphragm units with windows in accordance with the present invention, for example, based on the heterogeneity or narrowing of the cross-sections of one or more elements (for example, ridges, ribs, holes, drilled holes and other suitable for the use of configurations of the geometry of the support) between the first surface (for example, the surface closest to the vacuum chamber) and the second surface (for example, the surface closest to the thin foil) of the window volume. For example, electrons passing from a vacuum chamber through a diaphragm assembly with windows will freely pass between elements with less difficulty in areas where the elements are narrowed than if the elements had uniform, non-tapering cross sections. Reducing the difficulty encountered by electrons passing through the diaphragm with windows increases the number of electrons passing through the diaphragm with windows and thin foil, increasing the power density of the electrons in the electron beam system. The nodes of the diaphragms with windows with uniform or non-tapering elements cannot achieve such advantages, since they have no reduction in the difficulties encountered by the electrons passing through the diaphragm with the windows.

[00034] Обращаясь теперь к Фиг.1, здесь показан вид сбоку иллюстративного узла 100 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Узел 100 диафрагмы с окнами содержит первую поверхность 102 и вторую поверхность 103. Вторая поверхность 103 находится рядом с фольгой 101 системы электронно-лучевой обработки (не показано). Узел 100 диафрагмы с окнами содержит один или более элементов 110, например, (без ограничения), гребней, ребер, отверстий, просверленных отверстий и других пригодных для использования конфигураций геометрии опоры. Элементы 110 содержат первый диаметр на первой поверхности 102, который больше, чем второй диаметр на второй поверхности 103, например, вызывая воздействие сужения элементов 110. Во время электронно-лучевой обработки, электроны проходят в направлении стрелки 120. Электроны проходят между элементами 110 узла 100 диафрагмы с окнами и/или через них, в направлении стрелки 120 через фольгу 101. Например, когда элементы содержат сплошные структуры (например, гребни, ребра, и тому подобное), электроны проходят между элементами, а когда элементы содержат отверстия, электроны проходят через элементы. Неоднородное сечение на виде сверху или сбоку между первой поверхностью 102 и второй поверхностью 103 элементов 110 дает возможность электронам встречать меньшее затруднение при движении через узел 100 диафрагмы с окнами в направлении стрелки 120.[00034] Turning now to FIG. 1, a side view of an exemplary window diaphragm assembly 100 is shown here in accordance with one aspect of the present invention. The aperture unit 100 with windows comprises a first surface 102 and a second surface 103. A second surface 103 is adjacent to the foil 101 of an electron beam processing system (not shown). The diaphragm assembly 100 with windows comprises one or more elements 110, for example, (without limitation), ridges, ribs, holes, drilled holes, and other usable support geometry configurations. Elements 110 comprise a first diameter on the first surface 102, which is larger than the second diameter on the second surface 103, for example, causing the constriction of the elements 110 to occur. During electron beam processing, electrons pass in the direction of arrow 120. Electrons pass between elements 110 of assembly 100 diaphragms with windows and / or through them, in the direction of the arrow 120 through the foil 101. For example, when the elements contain solid structures (for example, ridges, ribs, etc.), electrons pass between the elements, and when the elements contain holes Electrons pass through elements. A non-uniform cross-section in a top or side view between the first surface 102 and the second surface 103 of the elements 110 allows the electrons to encounter less difficulty when moving through the diaphragm assembly 100 with windows in the direction of arrow 120.

[00035] Обращаясь теперь к Фиг.2, здесь показан увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла 200 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Узел 200 диафрагмы с окнами содержит первую поверхность 202 и вторую поверхность 203. Вторая поверхность 203 находится рядом с фольгой 201 системы электронно-лучевой обработки (не показано). Узел 200 диафрагмы с окнами содержит элемент 210, который может содержать первый диаметр на первой поверхности 202, который больше, чем второй диаметр на второй поверхности 203, например, вызывая воздействие сужения элемента 210.[00035] Turning now to FIG. 2, an enlarged side view of a portion of an exemplary window diaphragm assembly 200 in accordance with one aspect of the present invention is shown. The aperture unit 200 with windows comprises a first surface 202 and a second surface 203. The second surface 203 is adjacent to the foil 201 of an electron beam processing system (not shown). The window diaphragm assembly 200 comprises an element 210, which may comprise a first diameter on the first surface 202 that is larger than a second diameter on the second surface 203, for example, causing the constriction of the element 210 to be affected.

[00036] Обращаясь теперь к Фиг.3, здесь показан увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла 300 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Путь 320 прохождения луча электронов проходит в направлении от вакуумной камеры до фольги 301. Элемент 310 имеет сечение на виде сбоку, которое является в целом треугольным. Элемент 310 имеет первый диаметр d как первый диаметр d на первой поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с вакуумной камерой), второй диаметр d2 на второй поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с фольгой), и третий диаметр d1 между первой поверхностью и второй поверхностью. Например, в некоторых вариантах осуществления, d больше, чем d1 и d1 больше, чем d2.[00036] Turning now to FIG. 3, an enlarged side view of a portion of an exemplary diaphragm assembly 300 with windows is shown here, in accordance with one aspect of the present invention. The electron beam path 320 passes in the direction from the vacuum chamber to the foil 301. The element 310 has a cross-section in side view, which is generally triangular. The element 310 has a first diameter d as a first diameter d on the first surface (for example, on a surface located next to the vacuum chamber), a second diameter d 2 on the second surface (for example, on a surface located next to the foil), and a third diameter d 1 between the first surface and the second surface. For example, in some embodiments, d is greater than d 1 and d 1 is greater than d 2 .

[00037] Обращаясь теперь к Фиг.4, здесь показан увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла 400 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Путь 420 прохождения луча электронов проходит в направлении от вакуумной камеры к фольге 401. Элемент 410 имеет сечение на виде сбоку, которое является в целом эллиптическим. Элемент 410 имеет первый диаметр d на первой поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с вакуумной камерой), второй диаметр d2 на второй поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с фольгой), и третий диаметр d1 между первой и второй поверхностью. Например, в некоторых вариантах осуществления, d меньше, чем d1, и d равен d2.[00037] Turning now to FIG. 4, an enlarged side view of a portion of an exemplary aperture unit 400 with windows is shown in accordance with one aspect of the present invention. The electron beam path 420 passes in the direction from the vacuum chamber to the foil 401. The element 410 has a cross section in side view, which is generally elliptical. The element 410 has a first diameter d on the first surface (for example, on a surface adjacent to the vacuum chamber), a second diameter d 2 on the second surface (for example, on the surface adjacent to the foil), and a third diameter d 1 between the first and second surface. For example, in some embodiments, d is less than d 1 , and d is d 2 .

[00038] Обращаясь теперь к Фиг.5, здесь показан увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла 500 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Путь 520 прохождения луча электронов проходит в направлении от вакуумной камеры к фольге 501. Элемент 510 имеет сечение на виде сбоку, которое является, в целом, шестиугольным. Элемент 510 имеет первый диаметр d на первой поверхности (например, на поверхности, рядом с вакуумной камерой), второй диаметр d2 на второй поверхности (например, на поверхности, рядом с фольгой) и третий диаметр d1 между первой и второй поверхностью. Например, в некоторых вариантах осуществления, d меньше, чем d1, и d равен d2.[00038] Turning now to FIG. 5, an enlarged side view of a portion of an exemplary window diaphragm assembly 500 is shown in accordance with one aspect of the present invention. The electron beam path 520 extends in the direction from the vacuum chamber to the foil 501. The element 510 has a cross section in side view, which is generally hexagonal. The element 510 has a first diameter d on the first surface (for example, on the surface near the vacuum chamber), a second diameter d 2 on the second surface (for example, on the surface next to the foil) and a third diameter d 1 between the first and second surface. For example, in some embodiments, d is less than d 1 , and d is d 2 .

[00039] Обращаясь теперь к Фиг.6, здесь показан увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла 600 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Путь 620 прохождения луча электронов проходит в направлении от вакуумной камеры к фольге 601. Элемент 610 имеет сечение на виде сбоку, которое имеет нерегулярную форму. Элемент 610 имеет первый диаметр d на первой поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с вакуумной камерой), второй диаметр d3 на второй поверхности (например, на поверхности рядом с фольгой), третий диаметр d1 между первой и второй поверхностью и четвертый диаметр d2 между первой и второй поверхностью. Например, в некоторых вариантах осуществления, d меньше, чем d1, d1 больше, чем d2 и d равен d3.[00039] Turning now to FIG. 6, an enlarged side view of part of an exemplary aperture unit 600 with windows is shown in accordance with one aspect of the present invention. The electron beam path 620 extends from the vacuum chamber to the foil 601. The element 610 has a cross-sectional side view that has an irregular shape. The element 610 has a first diameter d on the first surface (for example, on a surface adjacent to the vacuum chamber), a second diameter d 3 on the second surface (for example, on the surface next to the foil), a third diameter d 1 between the first and second surface and the fourth diameter d 2 between the first and second surface. For example, in some embodiments, d is less than d 1 , d 1 is greater than d 2, and d is d 3 .

[00040] Обращаясь теперь к Фиг.7, здесь показан увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла 700 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Путь 720 прохождения луча электронов проходит в направлении от вакуумной камеры к фольге 701. Элемент 710 имеет сечение на виде сбоку, которое является в целом трапецеидальным. Элемент 710 имеет первый диаметр d на первой поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с вакуумной камерой), второй диаметр d2 на второй поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с фольгой) и третий диаметр d1 между первой и второй поверхностью. Например, в некоторых вариантах осуществления, d меньше, чем d1, и d1 меньше, чем d2.[00040] Turning now to FIG. 7, an enlarged side view of a portion of an exemplary aperture unit 700 with windows is shown in accordance with one aspect of the present invention. The electron beam path 720 extends in the direction from the vacuum chamber to the foil 701. The element 710 has a cross section in side view, which is generally trapezoidal. The element 710 has a first diameter d on the first surface (for example, on a surface adjacent to the vacuum chamber), a second diameter d 2 on the second surface (for example, on a surface adjacent to the foil) and a third diameter d 1 between the first and second surface . For example, in some embodiments, d is less than d 1 and d 1 is less than d 2 .

[00041] Обращаясь теперь к Фиг.8, здесь показан увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла 800 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Путь 820 прохождения луча электронов проходит в направлении от вакуумной камеры к фольге 801. Элемент 810 имеет сечение на виде сбоку, которое имеет в целом форму конической колбы. Элемент 810 имеет первый диаметр d на первой поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с вакуумной камерой), второй диаметр d2 на второй поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с фольгой) и третий диаметр d1 между первой и второй поверхностью. Например, в некоторых вариантах осуществления, d меньше, чем d1, и d1 меньше, чем d2.[00041] Turning now to FIG. 8, an enlarged side view of a portion of an exemplary aperture unit 800 with windows is shown in accordance with one aspect of the present invention. The electron beam path 820 extends from the vacuum chamber to the foil 801. The element 810 has a cross-sectional side view, which is generally in the shape of a conical bulb. The element 810 has a first diameter d on the first surface (for example, on a surface adjacent to the vacuum chamber), a second diameter d 2 on the second surface (for example, on a surface adjacent to the foil) and a third diameter d 1 between the first and second surface . For example, in some embodiments, d is less than d 1 and d 1 is less than d 2 .

[00042] Хотя настоящее изобретение обсуждается в терминах определенных вариантов осуществления, должно быть понятно, что настоящее изобретение не ограничивается таким образом. Варианты осуществления объясняются в настоящем документе в качестве примеров, и существуют многочисленные модификации, изменения и другие варианты осуществления, которые могут использоваться и которые по-прежнему находились бы в рамках настоящего изобретения.[00042] Although the present invention is discussed in terms of certain embodiments, it should be understood that the present invention is not so limited. Embodiments are explained herein as examples, and there are numerous modifications, changes and other embodiments that may be used and which would still be within the scope of the present invention.

Claims (41)

1. Диафрагма с окнами для электронно-лучевой системы, содержащая:1. The diaphragm with windows for the cathode-ray system, containing: первую поверхность и вторую поверхность иthe first surface and the second surface and один или более элементов, простирающихся от первой поверхности до второй поверхности;one or more elements extending from the first surface to the second surface; при этом один или более элементов имеют неоднородное поперечное сечение между первой и второй поверхностьюwherein one or more elements have an inhomogeneous cross section between the first and second surface и при этом диаметр поперечного сечения одного или более элементов между первой и второй поверхностью больше, чем поперечное сечение на виде сверху на первой поверхности и на второй поверхности.and wherein the diameter of the cross section of one or more elements between the first and second surface is larger than the cross section in a plan view on the first surface and on the second surface. 2. Диафрагма с окнами по п.1, в которой неоднородное поперечное сечение представляет собой поперечное сечение на виде сверху.2. The diaphragm with windows according to claim 1, in which the inhomogeneous cross section is a cross section in a plan view. 3. Диафрагма с окнами по п.1, в которой первая поверхность конфигурирована для экспонирования для условий вакуума и конфигурирована для приема ускоренных электронов от генератора электронного луча.3. The aperture with windows according to claim 1, in which the first surface is configured for exposure to vacuum conditions and configured to receive accelerated electrons from the electron beam generator. 4. Диафрагма с окнами по п.1, в которой вторая поверхность конфигурирована так, чтобы сделать возможным прохождение электронов через фольгу.4. The aperture with windows according to claim 1, in which the second surface is configured to allow the passage of electrons through the foil. 5. Диафрагма с окнами по п.1, в которой первая поверхность и вторая поверхность являются в целом параллельными.5. The aperture with windows according to claim 1, in which the first surface and the second surface are generally parallel. 6. Диафрагма с окнами по п.1, в которой один или более элементов содержат одну или более сужающихся поверхностей.6. The diaphragm with windows according to claim 1, in which one or more elements contain one or more tapering surfaces. 7. Диафрагма с окнами по п.6, в которой сужающаяся поверхность содержит одну или более деталей из гребня, ребра и отверстия.7. The diaphragm with windows according to claim 6, in which the tapering surface contains one or more parts from the crest, ribs and holes. 8. Диафрагма с окнами по п.1, в которой элементы равномерно распределены по всей диафрагме с окнами.8. The diaphragm with windows according to claim 1, in which the elements are evenly distributed throughout the diaphragm with windows. 9. Диафрагма с окнами по п.1, в которой диаметр поперечного сечения одного или более элементов на первой поверхности больше, чем на второй поверхности.9. The aperture with windows according to claim 1, in which the diameter of the cross section of one or more elements on the first surface is greater than on the second surface. 10. Диафрагма с окнами по п.1, в которой диаметр поперечного сечения одного или более элементов на первой поверхности меньше, чем на второй поверхности.10. The aperture with windows according to claim 1, in which the diameter of the cross section of one or more elements on the first surface is less than on the second surface. 11. Диафрагма с окнами для электронно-лучевой системы, содержащая:11. Aperture with windows for the cathode-ray system, containing: верхнюю поверхность и нижнюю поверхность иupper surface and lower surface and один или более элементов, простирающихся от верхней поверхности до нижней поверхности,one or more elements extending from the upper surface to the lower surface, где один или более элементов содержит сечение на виде сбоку между верхней поверхностью и нижней поверхностью иwhere one or more elements contains a cross-section in side view between the upper surface and the lower surface and где сечение на виде сбоку содержит по меньшей мере одну секцию, которая не является полностью перпендикулярной верхней поверхности и нижней поверхности,where the cross-section in side view contains at least one section that is not completely perpendicular to the upper surface and the lower surface, при этом один или более элементов содержат первый горизонтальный диаметр на верхней поверхности, второй горизонтальный диаметр на нижней поверхности и по меньшей мере третий горизонтальный диаметр на некотором расстоянии между верхней поверхностью и нижней поверхностьюwherein one or more elements comprise a first horizontal diameter on the upper surface, a second horizontal diameter on the lower surface, and at least a third horizontal diameter at some distance between the upper surface and the lower surface и при этом первый горизонтальный диаметр равен второму горизонтальному диаметру и третий горизонтальный диаметр больше как первого горизонтального диаметра, так и второго горизонтального диаметра.and the first horizontal diameter is equal to the second horizontal diameter and the third horizontal diameter is greater than both the first horizontal diameter and the second horizontal diameter. 12. Диафрагма с окнами по п.11, в которой сечение на виде сбоку одного или нескольких элементов представляет собой одно или более сечений из сечения в целом треугольной формы, сечения в целом трапецеидальной формы, сечения в целом эллиптической формы, сечения в целом шестиугольной формы, сечения в целом в форме конической колбы и сечения нерегулярной формы.12. The diaphragm with windows according to claim 11, in which the cross-sectional view of one or more elements represents one or more sections of a generally triangular section, a generally trapezoidal section, a generally elliptical section, a generally hexagonal section , sections as a whole in the form of a conical flask and sections of an irregular shape. 13. Диафрагма с окнами по п.11, в которой ширина сечения на виде сбоку на одном или более расстояниях между верхней поверхностью и нижней поверхностью отличается от ширины сечения на виде сбоку на одном или более других расстояниях между верхней поверхностью и нижней поверхностью.13. The aperture with windows according to claim 11, in which the width of the cross section in the side view at one or more distances between the upper surface and the lower surface is different from the width of the cross section in the side view at one or more other distances between the upper surface and the lower surface. 14. Диафрагма с окнами по п.11, в которой второй горизонтальный диаметр больше, чем третий горизонтальный диаметр, и третий горизонтальный диаметр больше, чем первый горизонтальный диаметр.14. The aperture with windows according to claim 11, in which the second horizontal diameter is greater than the third horizontal diameter, and the third horizontal diameter is larger than the first horizontal diameter. 15. Диафрагма с окнами по п.11, в которой первый горизонтальный диаметр больше, чем третий горизонтальный диаметр, и третий горизонтальный диаметр больше, чем второй горизонтальный диаметр.15. The aperture with windows according to claim 11, in which the first horizontal diameter is greater than the third horizontal diameter, and the third horizontal diameter is larger than the second horizontal diameter. 16. Диафрагма с окнами по п.3, в которой один или более элементов увеличивают плотность мощности электронов через диафрагму и уменьшают поглощение тепла.16. The diaphragm with windows according to claim 3, in which one or more elements increase the electron power density through the diaphragm and reduce heat absorption. 17. Диафрагма с окнами по п.4, в которой один или более элементов уменьшают поглощение тепла диафрагмой с окнами.17. The diaphragm with windows according to claim 4, in which one or more elements reduce heat absorption by the diaphragm with windows. 18. Диафрагма с окнами для электронно-лучевой системы, содержащая:18. A diaphragm with windows for an electron beam system, comprising: первую поверхность и вторую поверхностьfirst surface and second surface один или более элементов, простирающихся от первой поверхности до второй поверхности,one or more elements extending from the first surface to the second surface, при этом один или более элементов имеет одну или более площадей поперечного сечения на одном или более расстояниях между первой и второй поверхностью и одну или более других площадей поперечных сечений на одном или более других расстояниях между первой и второй поверхностью;wherein one or more elements has one or more cross-sectional areas at one or more distances between the first and second surfaces and one or more other cross-sectional areas at one or more other distances between the first and second surfaces; при этом одна или более площадей поперечного сечения отличается от одного или более других площадей поперечных сечений.wherein one or more cross-sectional areas is different from one or more other cross-sectional areas. 19. Диафрагма с окнами по п.16, в которой один или более элементов содержат первую площадь поперечного сечения на первом расстоянии между первой и второй поверхностью, которая больше или меньше, чем вторая площадь поперечного сечения на втором расстоянии между первой и второй поверхностью.19. The diaphragm with windows according to clause 16, in which one or more elements contain a first cross-sectional area at a first distance between the first and second surface, which is larger or smaller than the second cross-sectional area at a second distance between the first and second surface. 20. Система электронно-лучевой обработки, содержащая:20. An electron beam processing system comprising: вакуумную камеру,vacuum chamber атмосферную зону обработки иatmospheric treatment zone and диафрагму с окнами по п.1.aperture with windows according to claim 1. 21. Система электронно-лучевой обработки, содержащая:21. An electron beam processing system comprising: вакуумную камеру,vacuum chamber атмосферную зону обработки иatmospheric treatment zone and диафрагму с окнами по п.11.aperture with windows according to claim 11.
RU2017125357A 2014-12-19 2015-12-18 Diaphragm with windows for electron beam, having inhomogeneous cross sections RU2702336C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462094356P 2014-12-19 2014-12-19
US62/094,356 2014-12-19
PCT/US2015/066790 WO2016100874A1 (en) 2014-12-19 2015-12-18 Electron beam window tile having non-uniform cross-sections

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017125357A RU2017125357A (en) 2019-01-21
RU2017125357A3 RU2017125357A3 (en) 2019-06-10
RU2702336C2 true RU2702336C2 (en) 2019-10-08

Family

ID=56127708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017125357A RU2702336C2 (en) 2014-12-19 2015-12-18 Diaphragm with windows for electron beam, having inhomogeneous cross sections

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9715990B2 (en)
EP (1) EP3234979A4 (en)
JP (1) JP2018506024A (en)
CN (1) CN107533940A (en)
BR (1) BR112017013198A2 (en)
RU (1) RU2702336C2 (en)
WO (1) WO2016100874A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10751549B2 (en) * 2018-07-18 2020-08-25 Kenneth Hogstrom Passive radiotherapy intensity modulator for electrons
CN113658837B (en) * 2021-08-16 2022-07-19 上海交通大学 Method for guiding free electrons to penetrate through solid and solid structure

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5621270A (en) * 1995-03-22 1997-04-15 Litton Systems, Inc. Electron window for toxic remediation device with a support grid having diverging angle holes
US5898261A (en) * 1996-01-31 1999-04-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Fluid-cooled particle-beam transmission window
US6002202A (en) * 1996-07-19 1999-12-14 The Regents Of The University Of California Rigid thin windows for vacuum applications
US20020048345A1 (en) * 2000-10-13 2002-04-25 Bachmann Peter Klaus Window transparent to electron rays
JP2006105908A (en) * 2004-10-08 2006-04-20 Ushio Inc Electron beam tube
US20130000253A1 (en) * 2010-02-08 2013-01-03 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Assembly and method for reducing foil wrinkles

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05223998A (en) * 1992-02-12 1993-09-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electron beam irradiating apparatus
US6545398B1 (en) * 1998-12-10 2003-04-08 Advanced Electron Beams, Inc. Electron accelerator having a wide electron beam that extends further out and is wider than the outer periphery of the device
JP4401691B2 (en) * 2003-06-13 2010-01-20 株式会社オクテック Method for manufacturing electron beam transmission window of electron beam irradiation tube
JP2005003564A (en) * 2003-06-13 2005-01-06 Ushio Inc Electron beam tube and electron beam extraction window
US6803570B1 (en) * 2003-07-11 2004-10-12 Charles E. Bryson, III Electron transmissive window usable with high pressure electron spectrometry
US7145988B2 (en) * 2003-12-03 2006-12-05 General Electric Company Sealed electron beam source
JP2005265437A (en) * 2004-03-16 2005-09-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electron beam irradiation device and its electron beam taking-out window
DE102004013620B4 (en) * 2004-03-19 2008-12-04 GE Homeland Protection, Inc., Newark Electron window for a liquid metal anode, liquid metal anode, X-ray source and method of operating such an X-ray source
US7803211B2 (en) * 2005-09-22 2010-09-28 Ati Properties, Inc. Method and apparatus for producing large diameter superalloy ingots
US7709820B2 (en) * 2007-06-01 2010-05-04 Moxtek, Inc. Radiation window with coated silicon support structure
US9305735B2 (en) * 2007-09-28 2016-04-05 Brigham Young University Reinforced polymer x-ray window
FI20105626A0 (en) * 2010-06-03 2010-06-03 Hs Foils Oy Extremely thin beryllium window and method for its manufacture
DE102010046100A1 (en) * 2010-09-21 2012-03-22 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Radiation entrance window for a radiation detector
US9076628B2 (en) * 2011-05-16 2015-07-07 Brigham Young University Variable radius taper x-ray window support structure
US9564252B2 (en) * 2012-02-15 2017-02-07 Hs Foils Oy Method and arrangement for manufacturing a radiation window
US9299469B2 (en) * 2012-03-11 2016-03-29 Mark Larson Radiation window with support structure
EP2888754B1 (en) * 2012-08-22 2018-03-21 HS Foils OY Reinforced foil for an x-ray radiation window, and method for manufacturing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5621270A (en) * 1995-03-22 1997-04-15 Litton Systems, Inc. Electron window for toxic remediation device with a support grid having diverging angle holes
US5898261A (en) * 1996-01-31 1999-04-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Fluid-cooled particle-beam transmission window
US6002202A (en) * 1996-07-19 1999-12-14 The Regents Of The University Of California Rigid thin windows for vacuum applications
US20020048345A1 (en) * 2000-10-13 2002-04-25 Bachmann Peter Klaus Window transparent to electron rays
JP2006105908A (en) * 2004-10-08 2006-04-20 Ushio Inc Electron beam tube
US20130000253A1 (en) * 2010-02-08 2013-01-03 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Assembly and method for reducing foil wrinkles

Also Published As

Publication number Publication date
US9715990B2 (en) 2017-07-25
CN107533940A (en) 2018-01-02
RU2017125357A (en) 2019-01-21
EP3234979A1 (en) 2017-10-25
EP3234979A4 (en) 2018-07-04
JP2018506024A (en) 2018-03-01
US20160181056A1 (en) 2016-06-23
WO2016100874A1 (en) 2016-06-23
BR112017013198A2 (en) 2018-01-02
RU2017125357A3 (en) 2019-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Metel et al. Broad beam sources of fast molecules with segmented cold cathodes and emissive grids
JP3328498B2 (en) Fast atom beam source
US20080156771A1 (en) Etching apparatus using neutral beam and method thereof
EP3029708A1 (en) Target for x-ray generation and x-ray generation device
JPS6020440A (en) Ion beam processing equipment
US20160056006A1 (en) Systems and methods utilizing a triode hollow cathode electron gun for linear particle accelerators
RU2702336C2 (en) Diaphragm with windows for electron beam, having inhomogeneous cross sections
US10806018B2 (en) Apparatus for generating accelerated electrons
CN104470176A (en) X-ray device and CT equipment with the X-ray device
WO2005015962A2 (en) Plasma radiation source and device for creating a gas curtain for plasma radiation sources
KR20120009441A (en) Modulated multi-frequency processing method
JP6047654B2 (en) Device for generating an electron beam
US5631471A (en) Device to irradiate surfaces with electrons
CN203734907U (en) X-ray device and CT equipment with the X-ray device
JP6445867B2 (en) Small high voltage electron gun
RU2446504C1 (en) High-current electron gun
KR102681007B1 (en) Coating on dielectric insert of a resonant rf cavity
CN111326378B (en) Multi-floating grid cathode structure, electron gun, electron accelerator and irradiation device
CN111328176B (en) Suspended grid cathode structure, electron gun, electron accelerator and irradiation device
KR20220079664A (en) Electron Beam Welding System Using Plasma Cathode
RU2597447C2 (en) Laser method for production of functional coatings
JP4814093B2 (en) Extreme ultraviolet and soft X-ray generator
RU2716133C1 (en) Source of fast neutral molecules
JP6587093B2 (en) Charged particle accelerator
RU2817564C1 (en) Fast atom source for dielectric etching